Guide till elgenererande solavskärmningar

En del av resultatet och erfarenheterna från projektet har sammanställts i en guide eller vägledning till elgenererande solavskärmningar som får formen av en broschyr och en

kort powerpointpresentation [Ref]. Det främsta syftet med projektet och med skriften har varit att öka intresset och kunskapen kring solavskärmning i allmänhet och i synnerhet kring solceller som konstruktionsmaterial i solavskärmningsprodukter. Skriften riktar sig främst till fastighetsägare/ förvaltare och arkitekter, men vi hoppas och tror att även konsulter, byggentreprenörer och inte minst innovatörer och designers ska kunna hitta inspiration till spännande projekt och nya lösningar här.

I guiden förklaras de värden man uppnår genom att använda solavskärmningar och varför det kan vara en god idé att kombinera solceller och solavskärmning i en och samma produkt. Grundläggande krav på en sådan produkt förklaras och ekonomi och estetik belyses med olika exempel. Avslutningsvis beskrivs karaktäristiska egenskaper hos de två grundtyperna fasta och rörliga/ dynamiska solavskärmningar med ett antal illustrerade exempel.

Figur 25 Skjutbara solavskärmningsmoduler av

tunnfilm (glas/glas-laminat

3.5 Generalisering och samhällelig relevans

3.5.1 Samverkan och innovation

ELSA-projektet har involverat ett stort antal partners ur ett antal aktörskategorier: Två branschföreningar och två leverantörsföretag ut vardera kategorin solavskärmningar och solceller. Två fastighetsförvaltare, två arkitektbyråer, tre byggentreprenörer och tre forskningsutförare. En tanke bakom detta upplägg har varit att många frågeställningar vi adresserat i projektet berör alla dessa olika grupper. En stor del av hindren för en positiv utveckling av solskyddsbranschen i allmänhet och av marknaden för kombinerade produkter i synnerhet ligger också i bristande förståelse och kunskap om varandras teknik, språk, drivkrafter, affärslogik etc. En del av vägen framåt är därför den plattform för kunskaps- och erfarenhetsutbyte och samarbete kring nya lösningar som

För att skapa förutsättningar för ett fruktbart innovationsmöte mellan de två branscherna som trots nämnda olikheter har ett antal gemensamma intressen att bygga på har projektet tillämpat tre principer inspirerade av designmetodik och design thinking. Av dessa principer var inkludering av alla relevanta aktörer som beskrivs ovan den första. Den andra principen var att skapa neutral mark. Här spelade RISE med sin status som oberoende statlig innovationspartner en viktig roll som garant för ett likvärdigt intresse för båda branscherna, och utan särintresse att äga resultatet av innovationsarbetet. RISE kunde också erbjuda en neutral test- och demoanläggning vid sin verksamhet i Borås för test av lösningar som utvecklades i projektet.

Den tredje principen, att basera projektets process på en designbaserad metodik har av olika skäl bara kunnat tillämpas i liten omfattning. Viktiga egenskaper i en designorienterad metodik är att göra tidiga och gärna enkla prototyper för att snabbt iterera mellan lösningsförsök och utvärdering, liksom att använda flera olika gestaltningsformer, till exempel skisser, mock-ups och prototyper. De olika prototyperna fungerar som så kallade gränsobjekt (Star & Griesemer, 1989), objekt som aktörer med olika infallsvinklar, kunskap och förståelser kan samlas kring för utbyte av kunskap och en allt mer gemensam utveckling. Denna tredje princip har som sagt inte kunnat tillämpas fullt ut i projektet, främst därför att innovation inte varit projektets huvudsyfte. Projektet har dock, direkt eller indirekt, genomfört ett flertal aktiviteter i syfte att utforska olika innovationsrelaterade möjligheter och verktyg, samtliga med ett stort aktivt engagemang från projektets partners:

• En designworkshop under ledning av en extern industridesignbyrå gav oss möjlighet att prova två olika problemlösningsmetoder, se 3.5.2.

• En idétävling i form av ett ”Solar Hackathon” har lett vidare till ett intressant spin-off projekt om solavskärmningar, se 3.1.2.1 och 3.1.2.2.

• En tävling för arkitektstudenter på Chalmers, se 3.5.3 visade på nya möjligheter och uppmärksammades bland annat när tidskriften solskyddsaktuellt skrev om projektet i årets utgåva.

• En workshop kring den så kallade AIQ-modellen, ett verktyg för branschöverskridande dialog, se 3.2.3 gav projektdeltagarna möjlighet att gemensamt reflektera kring produkternas estetik

• Sist men inte minst fanns definitivt inslag av arbete med gränsobjekt som nämns ovan, till exempel i diskussionen kring rörelsen för de dynamiska solskydd som Solkompaniet tog fram

I projektplanen fanns också målet att försöka generalisera erfarenheterna av det multidisciplinära samarbetet och två RISE-medarbetare har haft detta till uppgift i rollen som projektets följeforskare. Innan ett år av projektet förflutit genomförde dessa följeforskare en intervjurunda i projektet där samtliga projektets partners intervjuades under cirka en timma var. Resultaten sammanfattas uppdelade per aktörskategori i Tabell 3-5 nedan.

Tabell 3-5 Ett urval av svaren från projektpartners som intervjuats av projektets följeforskare en bit in i projektet

Aktör Urval av intervjusvar

Gemensamt • Enighet om att det har ett stort värde att samla aktörerna från de olika branscherna, och från den relevanta forskningen.

Aktör Urval av intervjusvar

• Två spår, dels potentialen i att kombinera befintliga lösningar och kunskap i produkter som snabbt kan komma ut på marknaden, dels möjligheten att arbeta med långsiktigt och visionärt, vilket kommer att kräva samverkan som idag inte finns etablerad.

• Flera menar att det saknas designkompetens – att monteringskonsoler, ramar och annat ofta är alltför ”Ingenjörsmässiga” – inte ger tillräckligt stor frihet för arkitektur/form.

• Samverkan mellan utvecklare och arkitekter betonas – här finns ett stort gap.

Solskydds- branschen

• Saknar en aktör – textiltillverkare, som kan göra ngt med flexibla solceller. Textil kan ge fint ljusinsläpp, bättre skuggbild, färgat ljus etc.

• Väldigt bra att det är flera designer/arkitekter med. Det handlar om att få in det redan i konstruktionen, så att det hänger ihop med gestaltningen. Då blir det bättre lösningar.

• Vi skulle kunna få ett ordentligt genombrott – och då talar vi om mycket stora marknader!

• Vi mäter motstånd från byggare och arkitekter – viktigt att de gillar det vi utvecklar

• Viktigare med flexibla, levande lösningar. Hus som har levande fasader som anpassar sig. Och viktigt med ljuskvalitén, att vi inte tar bort de bra solstrålarna, ljuset.

• Bra om vi kan utveckla en bra dialog med solcellssidans aktörer. Har ju en förhoppning att också solskyddssidan ska kunna tillverka – det är nog en

förutsättning för att få genomslag i våra säljkanaler. Och det ska kunna tillverkas i vår ordinarie produktion helst

Solcells- branschen

• En utmaning är att arkitekter jobbar mycket med nyproduktion när en stor potential finns i det befintliga fastighetsbeståndet. Projektmöjlighet: Kunna prata med arkitekten. Få in lösningarna i tidigt skede ger förutsättningar för lyckat helhetsresultat.

• Intressant att den här typen av lösningar gör det möjligt att

synliggöra/marknadsföra energieffektivitet/miljöansvar, som annars inte syns (om de bara finns på taket)

• Utmaningarna i ”vanlig produktutveckling” är underskattade – nog så viktigt att arbeta med

• Det är de fasta solskydden och inte markiserna som är intressanta.

Beställarperspektivet. Hög verkningsgrad på produkterna. Det måste funka idag och inte vara för mycket på forskningsstadiet.

Arkitekter

• Vi vill ligga i framkant när det gäller hållbara lösningar och stadsutveckling - innovation är en drivkraft - även samverkan. Hur kan vi höja det arkitektoniska värdet på byggnader som vi ritar med hjälp av dessa lösningar

• Viktigt med flexibilitet för arkitekter, det måste kunna gå att anpassa till olika byggnader

• Trenden är allt mer fönster på fasader, då får man inte plats med så många solceller förutom som avskärmningslösningar. Projektet ger oss möjligheter att

Aktör Urval av intervjusvar

• Det krävs ett nytt sätt att se på solavskärmningar i norden. Arkitekter måste kunna kommunicera ut våra intentioner.

Byggentre- prenörer

• Ekonomin är A och O.

• Går det också att kalkylera i kostnader för trivsel etc?

• Väldigt viktigt att klargöra för byggarna hur det hänger ihop. Då kommer dom att tala om för entreprenörerna. Sen kommer man att gå till arkitekterna – så det gäller att kommunicera ut kunskapen

• Viktigt att lyfta problemet att dessa installationer ofta stryks i byggprocessen • Man får flera funktioner som kan ge ökad lönsamhet. Projektet kan leda till nya

intressanta samarbeten. Produkterna kan användas som marknadsföring för ägaren - miljömedveten ägare!

Byggherrar

• Viktigt med monteringen, att ha en bra entreprenör

• Toppen med den dubbla nyttan – det ger PR och stolthet. Det ger också ett mycket snyggare och mer modernt hus, som följer med i tiden

• Smarta estetiska lösningar som är så underhållsfria som möjligt. • Viktigt att få med boende/de som arbetar i huset tidigt i processen • Avskärmningar är ett problem estetiskt idag och leder till att det väljs bort av

beställare/arkitekter, men behovet kvarstår, Ska de vara rörliga är detta en driftsproblematik. • Solavskärmingen viktigast, elgenerering sekundär - alltsammans måste vara till en rimlig

kostnad

Forskare

• Viktigt med simuleringar innan man bygger produkten. Estetiken och anpassningen till byggnaden är viktigast. Produkten bör vara generell så att den går att anpassa till den globala marknaden.

• Arkitekter och ingenjörer behöver öka sin förståelse för dagsljus

• Viktigt att ingenjörer breddar sina utgångspunkter, allt skall inte bara vara optimerat mätbart, design och estetik är lika viktigt

• Förutsättningarna för en effektiv produkt finns. Har haft tankar på detta under lång tid, men begränsats av tillgängliga tekniker och material, nu börjar framtiden se allt mer spännande ut, ex tryckta celler på väv som går att rulla in och ut

3.5.2 Designworkshop

Även om projektet syftade till att utveckla lösningar inom ramen för befintlig teknologi och kunskap kändes det viktigt att “spänna bågen” och både tillåta och aktivt arbeta med försök att skapa mer visionära lösningar i mellanrummet mellan branscherna. Den här delen av processen leddes av den inbjudna industridesignfirman Shift Design som var van att arrangera kreativa processer med företag. Vid en halvdags workshop fick projektdeltagarna prova på två etablerade processer för problemlösning – SCAMPER och Synectics.

Figur 27 En strukturerad sammanställning av idéerna från SCAMPER-övningen

Figur 26 SCAMPER-metodiken. En av två metoder för problemlösning och produktutveckling som projektdeltagarna introducerades till i en workshop kring visionär design

Figur 29 Resultatet av Synetics-övningen. Morgondagens elgenererande solavskärmning?

3.5.3 Arkitekturtävling, Chalmers

Bakgrunden till tävlingen beskrivs i avsnitt 2.5.1. Kursen där tävlingen var en integrerad del samlade tre studentteam som fick i uppgift att studera en kontorsbyggnad under renovering. Byggnaden som studerades var ett pågående renoveringsprojekt i

Gullbergsvass i Göteborg, se

Figur 30. Fokus låg på fasadlösningar och att ta fram och presentera en konceptlösning inklusive solavskärmning med solceller med bästa möjliga estetik och tekniska prestanda. I kursens inledning föreläste ELSA-partners om solavskärmningar och solel och stöd från projektets partners fanns också att tillgå under kursens gång.

De bästa lösningarna belönades med en prissumma sponsrad av ELSA-partners som även medverkade i tävlingsjuryn. Tre studentbidrag presenterades och utvärderades av projektets jury utifrån en uppsättning kriterier, bland annat estetik och energiprestanda.

Figur 30 Den studerande lokalens placering.

Juryns motivering till det vinnande bidraget löd, ”A fully feasible semi-dynamic shading device that generates a significant amount of solar electricity, complies with the need for daylighting and actively brings added value to the building’s aesthetic.”

Det vinnande bidraget valde att använda sig av vertikalt monterade och justerbara PV- moduler för solavskärmning (Figur 31) där vinkeln på modulerna ändras en gång per dag. Man valde också att öka fönsterstorleken och använda ett glas med lägre U-värde (0,55 W/m2_{/K) och transmittans (g = 0,24). De två andra bidragen prisades även de för}

mycket väl genomförda arbeten, se Figur 32. Mer information om kursen och tävlingen finns i Bilaga A.5.

Figur 31 Konceptritning för det vinnande bidraget i studenttävlingen på Chalmers. Vertikalt orienterade vridbara PV-moduler används som solavskärmningar

4 Diskussion

ELSA-projektet har varit ett ambitiöst försök att sammanföra två branscher och teknikområden med många olikheter men också en hel del gemensamt. I fokus har legat en produkt som många intuitivt känner är helt rätt men som för att bli riktigt bra kräver ett nära samarbete mellan dessa branscher och flera andra aktörer.

Solskyddsbranschen, som värt att notera inte representerar de företag inom glas- och fasadbranschen som arbetar med solskyddsglas, går idag allt bättre men upplever alltjämnt att man ofta kommer in för sent i processen, när problemen med övertemperaturer, bländning etc. redan är ett faktum. Projektet har också visat på utmaningen att hantera en viss skepsis bland fastighetsägare och förvaltare, mot de dynamiska lösningar som branschen menar är en förutsättning för en fullgod solskyddsprodukt.

Trender som talar för en fortsatt expansion för denna bransch är prognoser om kraftigt ökande kylbehov i byggnader globalt sett, kombinerat med klimatutmaningarna och sammanhängande behov av att begränsa vår energianvändning. I Sverige är ökade och delvis motstridiga krav på energieffektivitet och ökat dagsljusinsläpp i våra byggnader andra drivkrafter när effektiviseringarna leder till problem med övertemperaturer inomhus. En intressant fråga är om branschen kan dra fördel av dessa trender genom att göra business as usual. Eller behöver man utveckla sin innovationskapacitet för att kunna möta beställarnas krav på funktion, estetik och driftsäkerhet? En för branschen negativ trend är det moderna byggandets passion för glas där stora glasfasader ger solskyddsglasen en priviligierad sists framför utvändiga solskydd. Företagen i branschen utgörs främst av antingen små familjeföretag med fokus på markiser, invändiga gardiner och persienner eller av återförsäljare till stora internationella företag med aluminiumbaserade lösningar och produkter för drivning och styrning av avskärmningar. De svenska företag som arbetar med att utveckla nya produkter är således lätt räknade och projektet har varit priviligierat som fått möjlighet att samarbeta med flera av dem.

Även i solelbranschen är den svenska innovationskapaciteten mycket begränsad men här är sannolikt inte behoven lika stora. I alla fall inte för att stärka marknadstillväxten. Branschen växer kraftigt och marknaden består enkelt uttryckt av ett fåtal svenska eller internationella grossister och ett stort och stadigt ökande antal företag som säljer och installerar standardprodukter på byggnadernas tak eller i större fält på marken. Osvuret är bäst men det mesta talar för att branschen på liknande sätt kommer att fortsätta expandera starkt under överskådlig framtid och branschens incitament för att till exempel utveckla nya ELSA-produkter är därför svagt. Innovation handlar i solelbranschen bara i något enstaka fall om nya produkter och projektet har även i detta fall lyckats knyta tongivande aktörer till sig. Annars gäller nyheterna främst för branschen nya affärsmodeller och tjänster kopplade till installationerna. Trender inom solel som skulle kunna driva på utvecklingen är ett ökat intresse för estetik, design och byggnadsintegrerad solel där solcellerna kan ersätta traditionella komponenter och material i exempelvis solskyddsprodukter. Det faktum att takytorna alltmer blir föremål för andra intressen än solelproducenternas, till exempel gröna tak, stadsodling och rekreation kan också komma att driva fram nya lösningar för fasader.

Det finns alltså vissa förutsättningar för nya svenska produkter som kombinerar solavskärmning med solcellsteknik och projektet har försökt belysa och vidareutveckla dessa möjligheter. Projektet har också lyft fram vad vi anser dessutom krävs för att de ska bli bra. Så bra att de på allvar kan etableras på den svenska marknaden och i bästa fall, som en erfaren projektpartner från industrin uttryckte det ” kunna få ett ordentligt genombrott – och då talar vi om mycket stora marknader!”.

En innovationsupphandling skulle, åtminstone på lite sikt, kunna vara ett bra sätt att ta ELSA-produkterna vidare mot marknaden. Kanske som en samlad nordisk övning då projektet visat att kraven på produkterna här delvis skiljer sig från kraven i syd- och mellaneuropa. Konceptet skulle för övrigt kunna tillämpas i betydligt större omfattning än vad som sker idag för att stimulera innovationsarbetet inom bygg- och energiområdet. Projektupplägget har varit utmanande genom det stora antalet partners, men bredden har också varit en stor tillgång och fruktbara samarbeten har manifesterats i flera olika former. Nya, från början oförutsedda möjligheter har öppnats under projektets gång och oftast tagits tillvara på ett bra sätt medan vissa tyvärr har gått förlorade. Det senare gällde främst ett antal skarpa byggprojekt hos projektets arkitekt- och fastighetsförvaltarpartners där solavskärmningar fanns med i bilden. Dessa kunde ha blivit till intressanta fallstudier där projektets samlade kompetens också kunde ha utnyttjats till gagn för de olika byggprojekten. I en helt ny konstellation som denna går det inte att i förväg avgöra vilka partners som kommer att satsa helhjärtat av egen kraft och vilka som kommer att behöva mer stöd och engagemang från projektledningen för att på allvar komma in i matchen. Detta kan vara ett skäl till att ta med fler än en aktör ur respektive kategori, ett annat är att ingen kategori är homogen och helt olika tänk och strategier eller tillämpningar kan därför prägla två aktörer ur samma kategori.

Projektets andra stora utmaningar har bestått i produktutvecklingsarbetet och i etableringen av den demonstrationsinstallation där resultaten från detta arbete senare togs i bruk tillsammans med instrumentering för att möjliggöra en utvärdering av de olika systemen. Sammanfattningsvis skulle det ha lönat sig om mer arbete lagts på planering av de olika delarna och på att upprätthålla en kontinuerlig dialog mellan ett mindre antal projektpartners med tydligt beskrivna roller.

5 Slutsatser

5.1 Kunskapsöversikt

Slutsatserna från kunskapsöversikten är att fortsatt forskning bör fokusera mer på mätningar än på simuleringar, på visuell komfort och bländning, utsikt genom fönstren, den nordeuropeiska kontexten och inte minst estetiska aspekter och arkitektonisk integration. Bristande kunskap och få samarbeten kring kombinationen solskydd-solel och som en följd av detta en avsaknad av produkter som utnyttjar de möjligheter som kombinationen erbjuder innebär också att det finns stora möjligheter för en industriaktör som tar sig an att utveckla området. Komplexiteten och multifunktionaliteten kräver samverkan mellan arkitekter, konstruktörer, tillverkare, entreprenörer, beställare och slutanvändare.

5.2 Erfarenhetsåterföring

Den kvalitativa erfarenhetsåterföringen är väldigt liten i sin omfattning och vi har haft svårt att få fram tillräckligt med data för att kunna dra några tydliga slutsatser. Det skulle ha krävts väldigt mycket mer tid att skapa en allsidig och objektiv vy, inte minst vad gäller erfarenhetsåterföring från brukare. Erfarenheterna från projektets egen utvärdering av demoinstallationerna har också bekräftat detta. Att flera av projekten har en hög profil, är arkitektoniska ikoner och en del i ett företags eller stads marknadsföring tror vi har påverkat deras bristande intresse av att dela med sig av erfarenheter, särskilt när systemen inte har fungerat som tänkt.

Studien visar svårigheten att hitta en balans mellan olika funktioner för en elproducerande solavskärmning. En dynamisk lösning, särskilt om den kan skötas individuellt är effektiv som solavskärmning men framställs som svår att underhålla, särskilt om den kombineras med solceller. System som installerats för att profilera ett företag eller en byggnad har varit svåra att realisera på ett bra sätt. De bygger på speciallösningar och eventuellt har funktion och drift inte varit tillräckligt genomtänkta. I de system som är mest effektiva har estetiken inte blivit tillräckligt genomtänkt. Studien visar på behov av ett tätt interdisciplinärt samarbete för att kunna samordna teknik, funktion, drift och estetik till en bra helhet.

5.3 AIQ modellen

Workshopen visar att AIQ modellen är ett användbart verktyg i gruppdiskussioner med representanter från olika yrken där det kan förbättra kommunikationen mellan dessa aktörer. Potentiellt gynnar detta utvecklingen och en bredare implementering av energiproducerande solavskärmningar i byggnader. AIQ-modellen hjälper till att formulera arkitektonisk integration och ger upphov till intressanta diskussioner vilket uppskattades av alla workshop-deltagare. En begränsning av den nuvarande AIQ- modellen är att den värderar integration av solavskärmningar ur ett estetiskt perspektiv medan designprocessen för multifunktionella solavskärmningar kommer att utmanas av